1. Substrat
1. Ta'rif va funktsiyasi
· Jismoniy qo'llab-quvvatlash: Substrat Yarimo'tkazgich qurilmasining tashuvchisi, odatda aylanma yoki kvadrat yasalgan kristalli kristalli gofret (masalan, kremniy valofi kabi).
· Kristal Andoza: epitragial qatlamning o'sishi uchun atomli statsiyani ta'minlaydi, chunki epitragial qatlam substratli kristalli (Gomoepitaxial) yoki gugurt (geteroepitaxial) bilan mos kelmasligini ta'minlaydi.
Elektr asoslari: substratning bir qismi qurilmani to'g'ridan-to'g'ri (masalan, kremniyga asoslangan elektr asboblari) o'tkazib yuboradi yoki pallagich sifatida harakatlantiradi (masalan, sapfir substrati kabi).
2. Asosiy substrat materiallarini taqqoslash
|
Materiallar |
Xususiyatlari |
Odatda arizalar |
|
Kremniy (si) |
Kam xarajatlar, etuk texnologiyani, o'rta termal o'tkazuvchanlik |
Integratsiyalashgan mikrosxemalar, Mosfet, Igbt |
|
Safir (al₂₂) |
Izolyatsiya, yuqori haroratli qarshilik, katta panjara mos keltirish (GAN bilan 13% gacha) |
Gan asosidagi LED, RF qurilmalari |
|
Kremniy karberi (SIC) |
Yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi, yuqori parchalanish maydonining yuqori kuchi, yuqori haroratli chidamlilik |
Elektr transport vositalarining elektr modullari, 5G bazaviy stantsiya RF qurilmalar |
|
Gallium Arsenid (GaAS) |
Zo'r yuqori chastota xususiyatlari, to'g'ridan-to'g'ri guruhli bo'shliq |
RF chiplari, lazerli diodlar, quyosh hujayralari |
|
Gallium Nitrid (GAN) |
yuqori elektron harakatchanlik, yuqori kuchlanish qarshiligi |
tez zaryadlash adapteri, millimetr to'lqinli aloqa moslamalari |
3. Substratni tanlash uchun asosiy fikrlar
Orphice Mosar: epitaxial qatlamning kamchiliklarini kamaytirish (masalan, Gan \/ Sapphire panjarali panjara 13% ga etadi, bufer qatlamini talab qiladi).
Termallikni kengaytirish koeffitsienti mos keladi: harorat o'zgarishi natijasida stress bo'ronidan qoching.
· Yaratilgan jarayonlar tufayli · Narxlar va jarayonning muvofiqligi: Masalan, etuk jarayonlar tufayli silikon substratlari asosiy oqimlar.
2. epitaxial qavat
1. Ta'rif va maqsad
Epitaxial o'sish: kimyoviy yoki fizik usullar bilan substrat sirtidagi yagona kristalli ingichka plyonkaning yasalganligi, atom tadbirlari substratga qat'iy mos keladi.
Asosiy funktsiyalar:
- Moddiy tozitsiyani yaxshilang (substratda nopoklik bo'lishi mumkin).
- Heterogenali inshootlarni (masalan, gaas \/ algaas kvantlari kabi) quring.
- Substrat nuqsonlari (masalan, Micopipe Scrastratlardagi mikrlash kamchiliklari kabi).
2. epitaxial texnologiyaning tasnifi
|
Texnologiya |
Printsip |
Xususiyatlari |
Qo'llaniladigan materiallar |
|
Mecvd |
Metall organik manbasi + gaz reaktsiyasi (masalan, TMGA + NH₃ ni tashkil qilish uchun) |
Murakkab yarimo'tkazgichlar uchun javob beradi, ommaviy ishlab chiqarish |
Gan, GaAS, INP |
|
Mom |
Ultra-yuqori vakuum ostida molekulyar nur qatlamini cho'ktirish |
Atom darajasidagi boshqarish, sekin o'sish sur'ati, yuqori xarajat |
Superlatce, Kvant nuqta |
|
Lpcvd |
Silikon manbai gazining issiqlik parchalanishi (masalan, Sih₄) past bosim ostida |
Asosiy kremniy epitaxy texnologiyasi, yaxshi bir xillik |
Si, Sige |
|
Hvpe |
Yuqori haroratli bug 'fazasi fazasi |
Qalin plyonkalar uchun mos keladigan tez o'sish sur'ati (masalan, GAN substratlari) |
Gan, zno |
3. Epitragial qatlamni dizaynining asosiy parametrlari
- Qalinlik: bir nechta nanometrlar (kvant miqdori) o'nlab mikronga (Epilyer epilyer).
- Doping: Dopfor (N-tipingiz) va Boron (P-tur) kabi doping aralashmalari bilan tashuvchini kontsentratsiyasini aniq boshqaring.
- Interface Sifat: panjara mos kelmasligi bufer qatlamida (masalan, GAN \/ ALN) yoki superlatsiya bilan bog'liq bo'lishi kerak.
4. Heteroepitaxial o'sishni qiyinlashtiradi va hal etiladi
- Panjara mos kelmayapti:
- Gradyan bufer qatlami: asta-sekin tarkibni epitract qatlamiga (masalan, "Al-gradyan qatlami kabi" qismidan o'zgartiring.
- Nuklonning past haroratli qatlami: Stressni kamaytirish uchun past haroratda ingichka qatlamlarni etishtirish (masalan, all nuklle likeri).
- Issiqlik moslamasin: termal terma kengaytirish koeffitsientlari bo'lgan materiallarning kombinatsiyasini yoki moslashuvchan interfeys dizayni yordamida materiallarning kombinatsiyasini tanlang.
3. Substrat va epitraxy sinergik qo'llanilishi
1-ish: GAN asosida boshqariladigan
Substrat: Sappir (past narx, izolyatsiya).
Epitrace tuzilishi:
- Bufer qatlami (all yoki past haroratli GAN) → panjara mos kelmaydigan kamchiliklarni kamaytiring.
- N-tipidagi GAN qatlami → elektronni ta'minlang.
- INGAN \/ GAN ko'p kvantli yaxshi → engil chiqaruvchi qatlam.
- GAN qatlami → teshiklarni ta'minlash.
Natijalar: Kamchilik zichligi 10 my Cm⁻² kabi past va yorqin samaradorlik sezilarli darajada yaxshilanmoqda.
2-ish: SIC Power Power Power
Substrat: 4H-SIC Yagona billur (10 kV gacha bo'lgan kuchlanish).
Epitaxial qavat:
- N-tip SIC DRIFT KATERI (qalinligi {{1} {{1} 10-100 mkm) → Yuqori kuchlanishga chidamli.
- P-tye Sic Baste mintaqasi → Boshqarish kanalining shakllanishi.
Afzalliklari: Silikon qurilmalariga qaraganda 90% ga chidamlilik darajasi, tezroq kommutatsiya tezligi.
3-ish: kremniyga asoslangan gan rf qurilmalari
Substrat: Yuqori qarshilikli kremniy (past narx, birlashtirish oson).
Epitaxial qavat:
- Aln Nuklement sathi → Si va Gan o'rtasidagi panjarasiz (16%) ni ajratadi.
- GAN bufer satri → kamchiliklarni ushlaydi va faol qatlamga cho'zilishiga to'sqinlik qiladi.
- "Al-Gan" HeteroTabtivlashuv → Yuqori elektron harakatchanlik kanalini (HETT) hosil qiladi.
Ilova: 5G Baza stantsiyasining quvvat kuchaytirgichi, 28 ga yaqindan ortiq.